sujet 1 : métallopolymères - espci paris · facilement disponible à l’espci(fours...

Présentation Sujets PSE Promo 136

Sujet 1 : MétallopolymèresPolymères auto-cicatrisants

- synthèse de polymères et fonctionnalisation- caractérisation chimique et physico-chimique- études rhéologiques- étude du phénomène d’auto-cicatrisation

contact : [email protected] Chen et al. RSC Adv. 2017, 7, 47316.


Sujet 2 : Catalyseurs recyclablesNanoparticules supportées sur des hydrogels thermostimulables

- synthèse de polymères et de nanoparticules- caractérisation chimique et physico-chimique- catalyse- étude du recyclage

contact : [email protected] Rhee et al. Green Chem. 2015, 17, 3579.

synthèse d’un polymère thermostimulableLCST = low critical solution temperature

coordination des nanoparticules


Sujet 3 : Alcanes semi-fluorés

Caractère amphiphile prononcé : bloc lipophile / bloc lipophobe

Organisation supramoléculaire en monocouche sur l’eau

Synthèse de nouvelles molécules semi-fluorées

Comportement à l’interface eau-air ?

Propriétés d’auto-assemblage ?

[email protected]

lipophile

lipophobe


Sujet n°4Micro cacahuètes de silice ferromagnétiques

La synthèse de fluide ferromagnétique est maintenant bien maîtrisée. Il a été récemment montré que la gélification d’un ferrofluide en émulsion dans une huile végétale permet de former des micro particules ferromagnétiques. Surtout, si la gélification (gel de silice) a lieu sous champ magnétique, ces particules sont allongées et le couplage des nanoparticules entre elles introduit également une forte anisotropie magnétique. Il en résulte des propriétés bizarres d’organisation spontanée des particules en chapelet.

Je propose de synthétiser ces objets et d’étudier l’importance relative de la cinétique de gélification, de l’intensité du champ appliqué et de l’énergie d’anisotropie magnétique. L’objectif final est de réussir à en former avec des nanoparticules de maghemites (γ-Fe2O3) peu chères et facilement disponibles à la place des ferrites de cobalt.

Contact : [email protected]

MET

MEB

Micro.optique


Sujet n°5: Electrides de mayeniteDissoudre des électrons dans du ciment

Les électrides forment une classe de matériaux ioniques quicontiennent à la place d’anions, des électrons solvatésstables. Cela fait de ces matériaux des objets aux propriétésopto-électroniques curieuses et versatiles qui pourraittrouver des utilisations pour la transformation de courant enlumière et réciproquement.Jusqu’à récemment, les électrides connus étaient desliquides organiques instable en atmosphère ambiante. Trèsrécemment, il a été découvert qu’une phase solide duciment, la mayénite (un aluminate de calcium) pouvait êtretransformée en électride par échange ionique et que cetélectride solide était (presque) stable à l’ambiante!Cette année, il a été proposé un protocole de synthèsed’électride de mayénite simple et utilisant du matérielfacilement disponible à l’ESPCI (fours céramiques). Il suffiraitde porter à 700-1400°C les oxydes constitutifs de l’aluminatede calcium en présence de matière organique sousatmosphère inerte. Le caractère électride peut-être ensuitequantifié par des dosages électro-chimiques de paillasse.

Je propose donc de répéter ce protocole et au-delàd’explorer dans quelle mesure il peut être simplifié etdégradé tout en maintenant les propriétés surprenantes desélectrides de mayénite (couleur, conduction électronique).

Contact : [email protected]


Les polymères theremosensibles du type Polynipam (poly N isopropylacrylamide) représentent des substrats à haut protentiel pour l’ingénierie tissulaire. En effet, des études récentes montrent qu’ils sont compatibles avec la croissance des cellules et leurs propriétés de thermo-conversion permet d’envisager de récupérer le tissu après son auto-organisation, pour transfert pour une greffe par exemple.L’utilisation de ces produits en bio-ingénierie est en plein développement et les premières applications commencent à être commercialisées. Voulez-vous proposer un nouveau produit pour la thérapie tissulaire?

Tang Z, Okano T. Recent development of temperature-responsive surfaces and their application for cell sheet engineering. RegenBiomater. 2014 91-102.

Sujet 6 : De nouveaux hydrogels synthétiques

pour la thérapie tissulaire

[email protected]


Sujet 7 : Cyclisme paralympique

Quelle forme donner au pédalier pour optimiser la propulsion à une jambe ?


Sujet 8 : Congélation du sol

En génie civil, on est parfoisamené à congeler un sol gorgéd’eau pour pouvoir excaver

Ligne 4 - station St MichelUtilisation du sel !

Différentes stratégies sont possibles. Quelles

sont leur efficacité relative ?


Sujet 9 : Radeaux de bulles

Bragg et Nye (1947) ont

montré qu’on pouvait

modéliser des cristaux 2D à

l’aide de radeaux de bulles

Est-ce qu’il est possible - de mesurer les constantes élastiques d’un tel système ?- Evaluer sa résistance au cisaillement ?- Etudier les dislocations, leur dynamique, …

Présentation Sujets PSE Promo 136 10

Sujet 10 : Dissolution d’un cylindre de caramel


Sujet 11 : Optimisation de l’imprégnation d’un biscuit


Sujet 12 : Rebond de billes d’hydrogel en caléfaction


Sujet 13 : Propagation des ondes dans le sableComment le scorpion détecte ses proies?


Sujet 14 : Prise de bec des phalaropes

Ce projet a pour but de réaliser une expérience modèle pour étudier la façon dont les certains oiseaux (phalaropes notamment) parviennent à boire et à manger en faisant remonter l’eau dans leur bec.


Sujet 15 : Mouvement brownien et invariance de la longueur moyenne

Contact: [email protected]

La longueur moyenne parcourue par une particule ou une onde à l’intérieur d’un milieu donné ne dépend pas des propriétés internes de diffusion de ce dernier (de façon très étonnante!). Le but de ce projet est d’étudier cette propriété pour la première fois à l’aide de l’observation d’un mouvement brownien en faisant varier les paramètres (température, taille,…) et en tentant de voir les limites de cette propriété (application d’un champ magnétique,…)


Sujet 16 : Curling : Frottements et rotations


Lors du lancé au Curling une légère rotation est appliquée à la pierre afin de courber sa trajectoire. Le sens de rotation est opposé à celui que l’on devrait appliquer sur une surface non-glacée. Le but de ce projet est d’étudier ce phénomène controversé ainsi que l’influence du frottement des balais utilisés pour chauffer la glace et diminuer la courbure.


Sujet 17 : Canon anti-pollution


Le but est de concevoir une expérience pour étudier l’efficacité de la brumisation pour capter les particules fines dans l’atmosphère (influence de la taille des gouttes, concentration, vitesse,…).


Sujet 18 : Ricochets de boulets de canon

Hand-drawn diagram of a skipping cannonball from the

1587 text, The Arte of Shooting in Great Ordaunce, by

William Bourne

A 4200 kg “bouncing bomb” mounted under a Lancaster

B III bombing plane. A mechanical chain runs to the

mounting device to induce the backspin necessary for

skipping.


Le but de ce projet est d’étudier les ricochets avec des projectiles en rotation suivant un ae horizontal ou sans rotation.


Sujet 19 : Détection de moustiques


Le but est de réaliser un système laser de détection de moustique utilisant de rétrodiffusion pour l’identifier (ces expériences seront réalisées avec des drosophiles dans un premier temps).


Sujet 20 : Kinect et optique


La Kinect est une caméra de temps de vol très performante qui permet de mesurer la vitesse de la lumière (et de faire de l’imagerie 3D). Le but de ce projet est de l’utiliser pour réaliser des expériences historiques de Foucault mais aussi des mesures de durée de photon vie en cavité, de principe de Fermat ou de détection dans les milieux diffusants


Sujet 21 : Piscine inversée

Œuvre de l’artiste Leandro Erlic


Le but est de concevoir une expérience permettant de maintenir un liquide « à l’envers » par une vibration verticale.


Sujet 22 : Compaction de dés


Le but est ce projet est de trouver des techniques de compaction de milieu granulaires en fonction de la forme des grains. On réalisera une expérience avec des dés (cf. figure) pour commencer.


Sujet 23 : Interaction en caléfaction chargée


Le but est de concevoir une expérience de caléfaction entre 2 électrodes pour charger les gouttes et ainsi étudier la mise en charge des gouttes puis leur interaction. Il est possible de réaliser avec ce système un analogue de matière en interaction gravitationnelle (pas de frottement et similarité entre forces de Coulomb et gravitation)


Sujet 24 : Retournement temporel dans des réseaux aimantés

Retournement temporel des ondes de surface Retournement temporel d’un réseau de particules élastiques


Le but de ce projet est de réaliser une expérience permettant de réaliser un nouveau concept de retournement temporel des ondes basé sur un choc de dissipation (sorte de « freezing » instantané). L’implémentation pourra se faire à l’aide d’un réseau d’aimants en interaction (propagation de phonons).


Sujet 25 : Sculpter une colonie de levures


Sujet 26 : Nanoparticules pour la délivrance de médicaments intracellulaire: forme, taille et charge

adéquate ?

• Délivrance de médicaments anticancéreux doit être intracellulaire pour avoir une concentration élevée locale et pas dans l’organisme entier

• Nanovecteurs de plus en plus utilisés en pharmacologie pour du ciblage thérapeutique

Thème du PSE: Synthétiser des nanoparticules permettant l’encapsulation de médicaments et leur internalisation dans les cellules de mammifères.

Etudier l’influence de :

• La taille• La forme• La charge de surface• La nature

sur l’internalisationForme des NP

Internalisation observée par fluorescence [email protected]


Sujet 27 : Hydrogels macroporeux pour l’ingénierie tissulaire : choix d’un polymère

naturel ou synthétique ?L'ingénierie tissulaire a pour but de remplacer la fonction de tissus humains grâce à des substituts biologiques élaborés à partir de cellules, de matrices servant de support.

Problématique: du fait de la présence de cellules les biomatériaux doivent rapidement s’intégrer à l’organisme par une néovascularisation

Thème du PSE: Faire des canaux dans les hydrogels pour les rendre macroporeuxChoisir le type de polymère le plus approprié (naturel ou synthétique)

Stratégie 2: Utilisation d’une matrice sacrificielleobtenue par impression 3D

Stratégie 1: Utilisation d’un porogène

Formation du gel

Sacrifice de la matrice

[email protected]


Sujet 28 : Chimiotactisme chez la paramécie

Trajectoire des paramécies biaisée par la présence de molécules attractives dans leur environnement => Accumulation vers les fortes concentrations de chimioattractant

[Deforet et al., 2009, Am. J. Phys. 78 (6), June 2010]

Chimioattractant

Comment évoluent les trajectoires en fonction des gradients de chimioattractant ?

Influence du type d’attractant choisi ?

Comment la paramécie détermine sa trajectoire en présence de différentes sources de chimioattractants ?

[email protected] [email protected]

mailto:[email protected]:[email protected]


Sujet 29 : Mécanosensibilité chez la paramécie

Paramécie = organisme eucaryote unicellulaire parfois appelée « neurone nageur » => potentiels d’action dépendant des évènements perçus dans leur environnement

Par exemple, réaction à un choc dépend de la localisation de celui-ci :Réaction d’« échappement » quand choc est localisé sur partie postérieure de la paramécie versus « évitement » si choc sur la partie antérieure

Existe-t-il également une sensibilité aux propriétés mécaniques d’un obstacle ?

Comment les propriétés de rebond de la paramécie sont-elles modulées sur des parois plus ou moins rigides ?

“Behavior of Lower Organisms”, H. S. Jennings, The Columbia University Press-NY (1906).


mailto:[email protected]:[email protected]


Sujet 30 : Défaut topologique en tissu epithelium

Duclos et al, Nature Physics 2017Saw et al, Nature 2017

[email protected]


Sujet 31 : Bactérie persistance

Himeoka and Kaneko, Physical Review X 2017

[email protected]


Sujet 32 : Migration collective des cellules


Kevin Doxzen, et al. Guidance of collective cell migration by substrate geometry Integrative biology, 8, 2013

Sri Ram Krishna Vedula, et al., Emerging modes of collective cell migration induced by geometrical constraints PNAS , 2012. 109 (32) 12974-1297

Les épitheliums ont des capacités de réparation étonnante, basées surla migration collective des cellules.Quelles sont esl lois qui régissent ce mouvement collectif? Peut-on modifier ces propriétés par ingéniérie pour améliorer la réparation tissulaire?

mailto:[email protected]


Sujet 33 : Comment induire la tubulogenèse en ingénierie

tissulaire?

Srivatsan Raghavan, et al. Geometrically controlled endothelial tubulogenesis in micropatterned gels. Tissue engineering. Part A 2010

Jérémie Laurent, et al. Convergence of microengineering and cellular self-organization towards functional tissue manufacturing. Nature Biomedical Engineeringvolume 1, pages939–956 (2017)

Les cellules sont capables de s’auto-organiser en fonction de leurs caractéristiques de différenciation.Cette auto-organisation dépend de la géométrie et de la mécanique du micro-environnement qui leur est fourni.Ceci permet d’envisager de reproduire des évènements de morphogenèse des tissus en modelant par ingénerie le micro-environnement des cellules. Un des challenges dans ce domaine reste la tubulogenèse, qui permettrait la construction bio-mimétique des vaisseaux par exemple.Voulez-vous participer à l’aventure?


Sujet 34 : Orbeez, billes d’eau solides

Jouet Orbeez : billes d’hydrogels qui se gonflent dans l’eau

Comment ça marche ?

Quels sont les mécanismes à l’échelle moléculaire ?

Quels polymères synthétiques ?

Quelle chimie pour ajuster leurs propriétés (gonflement, élasticité, fracture) ?

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Sujet 35 : Effet « Superman » : voir au travers d’objets diffusants



Le but est de concevoir un système optiquepermettant de voir au travers de milieux diffusants


Sujet 36 : Disque d’Euler


Le but est d’étudier le disque d’Euler en montant des expériences permettant de comprendre l’origine encore débattue du temps mis pour le disque mis en rotation pour s’arrêter

sujet 1 : métallopolymères - espci paris · facilement disponible à l’espci(fours...

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